Разработка системы управления движением автомобиля с использованием нечеткой логики

• Автор: Малявин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Состояние проблемы по теме работы
Глава 2. Описание модели двигателя внутреннего сгорания
§2.1. Модель механических процессов в двигателе
§2.2. Модель рабочих процессов в цилиндре поршневого двигателя
§2.2.1. Химический состав и термодинамические характеристики рабочего

§2.2.2. Процессы газообмена, горения и теплообмена в цилиндрах
двигателя
§2.2.3. Процессы газообмена во впускном коллекторе
§2.3. Математическая модель двигателя и ее параметры
Глава 3. Система управление скоростью вращения коленчатого вала двигателя

§3.1. Структура нечеткой системы управления
§3.2. Процедура нечеткого вывода
§3.3. Выбор правил управления, настройка параметров
§3.4. Моделирование системы управления с нечетким регулятором
§3.5. Применение ПИД-регулирования для аппроксимации нечеткого
регулятора
Выводы
Глава 4. Система управления движением автомобиля
§4.1. Математическая модель автомобиля как объекта управления
§4.2. Предикторное управление
§4.3. Нечеткое управление
§4.4. Независимая настройка нечетких регуляторов
§4.5. Совместная настройка нечетких регуляторов
Выводы
Глава 5. Система управления дистанцией до впередиидущего автомобиля

§6.1. Безопасная дистанция между движущимися автомобилями
§6.2. Упрощенная модель движения автомобиля
§6.3. Структура нечеткой системы управления
§6.4. Методика настройки нечетких регуляторов синхронизации скорости и
управления дистанцией
§6.5. Независимая настройка нечетких регуляторов
§6.6. Совместная настройка нечетких регуляторов
Выводы
Глава 6. Реализация нечеткого управления аппаратными средствами
§6.1. Алгоритм нечеткого вывода
§6.2. Аппроксимация поверхности отклика нечеткого регулятора,
регулятором с изменяемой структурой
§6.2.1. Способы аппроксимации поверхности отклика
§6.2.2. Общая схема аппаратной реализации поверхности отклика
§6.2.3. Использование ПИД-регулятора с изменяемой структурой в
качестве резервного контура управления
§6.2.4. Регулятор управления направлением движения автомобиля
Заключение
Приложение 1. Управление сложным техническим объектом
§п 1.1. Спутник как объект управления
§п1.2. Управление ориентацией околоземного спутника на основе нечеткой
логики
Выводы
Список литературы
Введение
Проблема безопасности дорожного движения является исключительно актуальной. В наши дни, когда автомобильный транспорт стал одним из важнейших факторов, влияющих на состояние и развитие экономики (за 2007 год, на автомобильный транспорт пришлось около 72% всего объема (в тоннах) перевозок грузов и свыше 50% перевозок пассажиров [1]), снижение количества дорожных происшествий является одной из важнейших задач государственного значения. Ее решение связано с совершенствованием и развитием трех компонентов, образующих единую систему: водитель-
автомобиль-дорога. В этой системе основная роль принадлежит водителю, который выполняет функции по контролю положения автомобиля на дороге, управлению скоростью и взаимодействию с другими участниками дорожного движения.
С ростом скоростей и увеличением интенсивности транспортных потоков выполнение этих функций стало приводить к возрастающей физиологической и психической нагрузке на водителя. О чем свидетельствует удручающая статистика дорожно-транспортных происшествий. Так, в 2007 году ущерб от дорожно-транспортных происшествий, по данным Межрегионального общественного центра “За безопасность российских дорог”, составил около 500 миллиардов рублей [2], при этом погибло более 30 тыс. и было ранено почти 300 тыс. человек [1]. Эти факты показывают необходимость облегчения труда водителя и создания более благоприятных условий для обработки информации, воспринимаемой им в процессе вождения автомобиля. С этой целью были разработаны как простые механические, гидравлические и пневматические устройства (гидравлические и пневматические тормоза, гидравлический усилитель руля и пр.), так и сложные электронные и микропроцессорные системы управления (анти-блокировочная система, система управления подвеской, адаптивный круиз-контроль, система управления курсовой устойчивостью и пр.). Производилось совершенствование дорожного покрытия и оснащения дорог (разметка с светоотражателями, дорожные ограждения и

Ни — низшая теплота сгорания топлива (для среднего бензина принимается равной 43961 Дж/г);
~ цикловая подача топлива;

— — приращение доли выгоревшего топлива.
Примем в качестве закона выгорания топлива - формулу Вибе [33]:
где срг - условная продолжительность процесса сгорания (для бензинового двигателя с внешним смесеобразованием эта величина составляет в среднем около 50 градусов);
ср - угол поворота коленчатого вала двигателя;
т - показатель характера сгорания (для бензинового двигателя с внешним смесеобразованием эта величина составляет в среднем около 3). Положив со квазистационарной - получим уравнение:
Количество теплоты, отбираемое у рабочего тела в результате теплообмена, вычислим с помощью уравнения Ныотона-Рихмана:
где ат - коэффициент теплообмена;
Ет - площадь поверхности теплообмена;
Т — температура рабочего тела;
Тш - температура стенки цилиндра.
Первым, кто детально изучил теплообмен в поршневых двигателях внутреннего сгорания, был В. Нуссельт. Используя методы теории подобия и опытные данные, полученные при исследовании рабочего цикла в цилиндре ДВС, он предложил аддитивную формулу для определения коэффициента теплоотдачи (2.93):
(2.90)
(2.91)
— = атРт(Т-Т) сіі
(2.92)